Активный элемент микрокриогенных устройств

(5)5 С 04 В 35/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР йМИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К(71) Научно-исследовательский институт фзики твердого тела Латвийского государсвенного университета им, П, Стучки(56) Авторское свидетельство СССРВ 1479440, кл. С 04 В 35/00, 1989.Изв.АН СССР. Сер, Неорганические малы, Т, 23, 1987, М 7, с. 1192-1195.(54)АКТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ МИКРОКГЕННЫХ УСТРОЙСТВ(57) Изобретение относится к активментам микрокриогенных устройполучения активного элемента ми генных устроиств с широким интерв бочих температур, расположе области температур ниже 273 К, новременном сохранении бо значения температуры и нал внешнего электрического поля стве активного элемента при известную керамику, твердого ра (1-х) РЬЯсо,5 Тао,50 з - хРЬЯсо, где х = 0,02 - 0,12. Указанные а элементы обеспечивают велич симального изменения темп ЬТмакс = .1,6 - 1,7 К в области ратур 250 - 272 К при наложении ческого поля интенсивностью 20 1 табл,алом р этери. РИОным элеств. Для крокриова для работы в области температур ниж 273 К, т,е. для охлаждения микрообьектов.Цель изобретения - получение акти ных элементов микрокриогенных устройс с широким интервалом рабочих темпер тур, расположенным в области температу ниже 273 К, при одновременном сохранени большого значения изменения температур при наложении внешнего электрическо поля. в ач и С) ы (Л о Я активные элементы микроройств из керамики скандос ви н ца Р Ь Я со 5 Тао 50 з, ые изменением температуры Тмакс 1.6 - 1,8 К при налоо электрического поля ин кВ/см и температурой рой происходит максимвльтемпературы ЛТмакс активные элементы имеют интервал рабочих темпера- К), что не позволяет создать ые охлаждающие устройст( нная цель достигается применеестной керамики твердого раствоЗсо,5 Тао 50 з - хРЬЗсо 5 сЬо 50 з, где 0,12, в качестве активного элеменкриогенных устройств.ееастно свойство укаэанной керамики раствора проявлять аномалии диеских и поляризационных характепри изменении соотношения нтов твердого раствора. Однако этого материала изменить свою ру на величину 1,6 - 1,7 К при Указанием извра (1-х)РЬх -0,02 -та микро Изветвердогоэлектричристиккомпонесвойствотемперату Изобретенитехнике, в частнмикрокриогеннсвойствами измменении внешнадиабатическихским эффектом)здания микрокустройств.Известныкриогенных усттанталатахарактеризуемна величину Ьжении внешнегтенсивностьюТакс, при котоное изменениеУказанныеограниченныйтур (279-292,5микрокриогенн е относится к криогенной ости к активным элвментам х устройств, обладающих нения температуры при изего электрического поля в условиях(электрокалориче и предназначенных для со риогенных охлаждающих при одльшого ожениив каче- меняют раство 53 Ьо,503. ктивные ину макературытемпе- электрик В /см.наложении внешнего электрического поля интенсивностью 20 кВ/см при температурах 250-272 К в области сегнетоэлектрических фазовых переходов является новым, Это свойство позволяет использовать керамику твердого раствора скандотанталатаскандосурьмата свинца в качестве активного элемента микрокриогенных устройств с широким интервалом рабочих температур в области температур ниже 273 К при одновременном сохранении большого значения изменения температуры при наложении внешнего электрического поля.При выходе за пределы соотношения компонентов х керамики твердого раствора в сторону более высоких значений наблюдается уменьшение максимальной величины изменения температуры ЬТмакс, что затрудняет использование материала в качестве активного элемента микрокриогеииых устройств,При выходе за пределы соотношения компонентов х керамики твердого раствора в сторону более низких значений наблюдается повышение температуры ЬТмакс выше 273 К.Для получения керамики твердого раствора скандотанталата-скандосурьмата свинца используют сырье в виде оксидов марки "ОСЧ" в количествах, приведенных в таблице, и технологию, приведенную в примере. Для предотвращения потерь оксида свинца в различных стадиях высокотемпературного технологического процесса в исходную шихту добавляют дополнительно 2 мас.7 а РЬО свеРх стехиометРии,П р и м е р. В агатовом барабане (агатовые шары разных диаметров от 5 до 15 мм) общей массой 150 г) проводят смешивание и помол в среде этилового спирта в течение 12 ч до размера частиц 1 - 3 мкм следующих количеств оксидов, г: РЬО 61,38; Яс 20 з 9,48; Та 20526,74; ЗЬ 20 з 2,40. После высушиваиия шликера в термостате при 300 С материал переносят в коруидовый тигель который помещают в другой диаметром больше), корундовый тигель. Пространство между тиглями заполняют засыпкой, Упакованную шихту загружают в огнеупорную печь и проводят первый синтез при температуре 850 С в течение 20 ч. После охлаждения разбирают упаковку и размещают и растирают синтезированную шихту в фарфоровой ступке, Проводят повторный помол и сушку шихты при укаэанных условиях. Дляулучшения однородности материала проводят второй и третий повторные синтезы при 950 С в течение 20 ч и при 1100 С в течение 5 ч с аналогичным промежуточным помолом шихты,Полученные заготовки прессуют в виде дисков диаметром 50 мм под давлением 1000 кГ/см при комнатной температуре,гПолученные заготовки подвергают одноосному горячему прессованию под давлением 250 кГ/см в воздушной атмосфере при 1300 С в течение 1,5 ч, На заключительном этапе керамические блоки подвергаюттермообработке при 1480-1500 С в течение 10 ч,Получение однофазной керамики твердого раствора скандотанталата-скандосурьмата свинца для всех приведенных в таблице составов подтверждается рентгенографически. Параметры элементарной ячейки при 20 С равны а = 4,071 - 4,069 при изменении соотношения компонентов твердого раствора в пределах х = 0,02 - 0,12. Симметрия ниже точки фазового перехода ромбоэдрическая. Экспериментальная плотность для всех приведенных в таблице составов керамики составляет 97,0-97,9 от теоретической.Для измерения управляемого электрическим полем изменения температуры ЬТ из полученных керамических блоков вырезают и шлифуют плоскопараллельныеэ пластины с размерами 20 х 10 х 0,5 мм, на большие грани которых методом вжигания пасты наносят серебрянные электроды. На полученных образцах проводят измерения изменения температуры в зависимости от температуры образца при наложении электрического поля интенсивностью 20 кВ/см. На основе этой зависимости определяют температуру Тмакс, при которой наблюдается максимальная величина изменения температуры ЬТмаксВ таблице приведены составы исходной шихты получаемых твердых растворов и их характеристики (Тмакс и ЬТ ), а также результаты измерений для составов, выходящих за границы пределов, пригодных для использования в качестве активных элементов микрокриогенн ых устройств. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Формула изобретения Применение керамики твердого раствора (1-х) РЬ 5 солТао,50 з - хРЬ 5 со,55 Ьо,50 з, где х = 0,02 - 0,12, в качестве активного элемента микрокриогенных устройств,1705263Составитель А,РябовРедактор М. Петрова Техред М,Моргентал Корректор М, Демчик, Заказ 166 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 101